SE0950418A1 - Fluidkammarhus, metod att framställa ett fluidkammarhus och en tätningsring avsedd att användas i ett sådant fluidkammarhus - Google Patents

Description

15 20 25 30 PG17972SE00 2 tätningsanordning kan tätningsringens yta av vitmetall ha en motstående yta av stål och dessa kan vara åtskilda av en spalt.

Teoretiskt sett är det inget eller lite metalliskt slitage hos tätningsringama så länge spalten mellan ytoma är välsmord. Om det emellertid uppkommer fysik kontakt, till exempel vid start, kommer vitmetallen att slitas av och det finns till och med en risk att vitmetallen helt och hållet slits av. Dessutom har vitmetallen en låg smältpunkt och kan inte motstå höga temperaturer. Således, om temperaturen hos lagret är för högt, kommer vitmetallen att smälta bort. Dessutom är några av metallema som utgör vitmetall mycket farliga och kan utgöra ett hot mot både arbetares hälsa och miljön.

Det är känt att använda tätningsanordningar vilka innefattar ett första och andra organ vilka är rörliga i förhållande till varandra samt en tätningsring som är avsedd att täta mellan organen. Det första organet definieras som det organ som har en inre yta där en avsedd rörelse mellan det första organet och tätningsringen inträffar. lvanliga tätningsanordningar kan tätningsringen röra sig i förhållande till det första organet och är orörlig i förhållande till det andra organet. Storleken hos spalten mellan tätningsringen och det första organet styrs sedan av det relativa avståndet mellan det första och andra organet. Det har emellertid insetts att det är svårt att ställa in spalten mellan tätningsringen och det första organet, exempelvis på grund av vikten hos det andra organet.

SAMMANFATTNING AV UPPFlNNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att övervinna eller förbättra åtminstone en av nackdelama hos tidigare känd teknik, eller att tillhandahålla ett användbart altemativ.

Företrädesvis tillhandahålles en tätningsring som kan motstå åtminstone någon metallisk kontakt, t.ex. vid start.

Fördelaktigt, fungerar tätningsringen bra även vid höga temperaturer.

Det är vidare önskvärt att tillhandahålla en tätningsring som inte är farlig att tillverka för arbetare och/eller miljön . 10 15 20 25 30 35 PG1 7972SE00 3 Det är dessutom önskvärt att tillhandahålla en tätningsring som är avsedd för en tätningsanordning, varvid bredden hos spalten mellan tätningsringen och det första organet kan vara självjusterande.

Syftet ovan kan uppnås med uppfinningen i enlighet med patentkrav 1.

Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning, tillhandahålles en tätningsring för att tillhandahålla en flytande tätning mellan ett första och ett andra organ, varvid nämnda första och andra organ kan röra sig relativt varandra. Tätningsringen innefattar ett första ringorgan och ett andra ringorgan, vilka är förbundna med varandra och är av olika material. Det första ringorganet är avsett att vara vänt mot det första organet och det andra ringorganet är avsett att vara vänt mot det andra organet. Med flytande avses att tätningsringen är fri att röra sig radiellt i förhållande till åtminstone ett av det första och andra organet. Därigenom blir tätningsringen självjusterande.

Tätningsringen kan användas för att täta en roterande axel i ett framdrlftsystem, exempelvis hos ett fordon, flygplan eller fartyg. Det kan också vara axeln i en vindturbin.

Genom ett lämpligt val av olika material är tätningsringen anordnad att motstå åtminstone någon metallisk kontakt och kan prestera bra vid höga temperaturer. Tätningsringen kan vidare tillverkas utan att vara farlig för arbetare och/eller miljön. Tätningsringen kan användas i en tätningsanordning, varvid bredden hos spalten mellan tätningsringen och det första organet kan vara självjusterande. l en utföringsforrn befinner sig det första ringorganet koncentriskt på antingen insidan eller utsidan hos det andra ringorganet. Denna konfiguration möjliggör en enkel tillverkning. En lämplig tillverkningsmetod är krymppassning, genom vilken metod tätningsringen kan tillverkas utan att vara farlig att producera för arbetare och/eller miljön.

Företrädesvis är det första ringorganet gjort av ett material med lämpliga lagringsegenskaper och/eller det andra ringorganet är tillverkat av ett material med lämplig mekanisk och/eller termisk stabilitet. Tätningsringen har således bättre egenskaper jämför med en tätningsring som är gjord av enbart ett av dessa material.

Genom att använda ett andra ringorgan av ett stabiliserande material, är det möjligt att använda lagermaterial som har låg termisk och/eller mekanisk stabilitet, vilka material inte 10 15 20 25 30 PG1 7972SE00 4 skulle vara möjliga att använda enbart. Lämpliga material för det första ringorganet är till exempel lagerbrons, tennbrons, blybrons, aluminiumbrons, nickelbrons, kiselbrons, mässing, kopparblylegering, gjutjäm eller polymeriska kompositer. Lämpliga material för det andra ringorganet år till exempel stål, titan eller titanlegeringar. Som ett exempel kan det första ringorganet vara gjort av Iagerbrons och/eller det andra ringorganet av stål.

Tätningsringen kan vidare innefatta en packning. Packningen kan tillhandahålla extra tätning av en spalt mellan tätningsringen och ett av det första och andra organen.

Packningen kan befinna sig antingen vid det första eller andra ringorganet.

Enligt en andra aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahållas en tätningsanordning vilket innefattar åtminstone en tätningsring såsom har beskrivits ovan, ett första organ och ett andra organ. Det första och andra organet kan röra sig i förhållande till varandra.

Tätningsringen är anordnad att tillhandahålla en flytande tätning. Det andra organet har en axiell utsträckning. Tätningsringen är förskjutbari en radiell riktning med avseende på det första organet. Detta möjliggör självjustering. Åtminstone det andra organet är vidare anordnat att väsentligen förhindra tätningsringen från en roterande rörelse och/eller en förskjutning utmed den axiella riktningen med avseende på det andra organet. Det första organet kan exempelvis vara en roterande axel eller en hylsa medan det andra organet kan vara en hylsa som är stillastående i förhållande till den yttre miljön. Eftersom tätningsringen är fri att röra sig radiellt, fastställs bredden på spalten mellan tätningsringen och det första organet av deras relativa position. Genom den förslagna konfigurationen med en flytande tätningsring, ärjusteringen av spaltbredden mellan tätningsringen och det första organet inte beroende på justeringen av det första organet relativt det andra organet. Bredden på spalten är självjusterande och oberoende av det första och andra organet. Det första och andra organet kan, i förhållande till varandra, vara roterbara, axiellt förskjutbara eller en kombination av dessa.

I en utföringsform innefattar det andra organet ett runtomgående spår i vilket tätningsringen är åtminstone delvis anordnad så att tätningsringen väsentligen förhindras från en roterande rörelse och/eller en förskjutning utmed den axiella riktningen (A) med avseende på det andra organet. Tätningsringen kan vara radiellt förskjutbari det runtomgående spåret. 10 15 20 25 30 35 PG1 7972SE00 5 Tätningsringen stöds av sidoma hos spåret som hjälper till att hålla tätningsringen på plats. Det runtomgående spåret kan ha ett djup som är större än bredden hos det andra ringorganet.

De första och andra organen kan vara roterbart förbundna med varandra medelst en förbindningsanordning, exempelvis ett lager. Förbindningsanordningen möjliggör en roterande rörelse mellan det första och andra organet, men kan överföra axiella rörelser mellan organen. Åtminstone en av det första och andra organet kan innefatta en hylsa. Ett av organen kan vara en axel. Om båda organen är hylsor, kan en av hylsorna vara förbunden med en axel.

Spalten mellan tätningsringen och det första organet kan vara fyllbart med en fluid.

Tätningsanordningen kan vidare innefatta en packning. Packningen kommer att hjälpa till att förhindra att fluid läcker igenom spalten. Packningen kan befinna sig hos det första organet, det andra organet eller hos tätningsringen.

I en tredje aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålles ett fluidkammarhus vilket är avsett att monteras på en axel vilket är roterbart kring en axel i en longitudinell riktning hos axeln. Fluidkammarhuset innefattar en fluidkammare vilken åtminstone delvis försluts av en tätningsanordning såsom beskrivits ovan. Det första och andra organet hos tätningsanordningen sträcker sig åtminstone delvis runtomgående axeln, där den ena omsluter den andra, varvid den inre av det första och andra organet är anordnat att monteras på axeln. så att det inre av det första och andra organet är låst från rotation i förhållande till axeln.

Om tätningsanordningen är försedd med en spalt såsom beskrivits ovan, kan spalten vara i fluidförbindelse med fluidkammaren. Spalten kan sedan fyllas med fluid från fluidkammaren och kan således tillhandahålla ändamålsenliga glid- och/eller tätningsegenskaper. Eftersom fluiden matas från fluidkammaren, kan den matas på en kontrollerat sätt.

Det inre av det första och andra organet kan innefatta en första kanal vilken är förbindbar till en inre ledning hos axeln, så att den första kanalen tillhandahåller medel för 10 15 20 25 30 PG17972SEOO 6 fluidförbindelse mellan den inre ledningen och fluidkammaren. Fluiden kan såldes förflyttas mellan fluidkammaren och den inre ledningen hos axeln.

Det yttre av det första och andra organet kan innefatta en andra kanal vilken är förbindbar med en yttre ledning så att den andra kanalen tillhandahåller medel för fluidförbindelse mellan den yttre ledningen och nämnda fluidkammaren. Fluidkammaren kan såldes fyllas med fluid från en extern källa, såsom en tank.

Enligt en fjärde aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålles en metod att framställa en tätningsring för att tillhandahålla en flytande tätning mellan ett första och ett andra organ vilka är rörliga i förhållande till varandra. Metoden innefattar steget att krymppassa ett första ringorgan och ett andra ringorgan vilka har inbördes olika material. Det första ringorganet är avsett att vara vänt mot det första organet och det andra ringorganet är avsett att vara vänt mot det andra organet.

Metoden kan vidare innefatta stegen att - tillverka det första ringorganet av material med lämpliga lagringsegenskaper såsom Iagerbrons, tennbrons, blybrons, aluminiumbrons, nickelbrons, kiselbrons, mässing, kopparblylegering, gjutjäm eller polymeriska kompositer; och - tillverka det andra ringorganet av material med lämplig mekanisk och/eller termisk stabilitet såsom stål, titan eller titanlegeringar.

Tätningsringen har således förbättrade egenskaper jämfört med en tätningsring som är gjord av endast ett av materialen. Genom att använda den andra ringen av ett stabiliserande material är det möjligt att använda Iagermaterial med låg termisk och/eller mekanisk stabilitet vilka material inte hade varit möjliga att använda självständigt.

Såsom det används häri, avser uttrycket ”ringorgan”, exempelvis såsom i det ”första ringorganet”, ett särskilt materialorgan som har tydliga gränserjämfört med exempelvis en beläggning eller en beklädnad vilka vanligtvis är i ett stycke med den belagda eller beklädda strukturen. Ett ”ringorgan” är en särskild självuppbärande struktur. 10 15 20 25 30 PG17972SE00 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas nedan i större detalj medelst ej begränsande exempel och med hänvisning till de bifogade ritningarna i vilka: Fig. 1 är en perspektiwy över en tätningsring i enlighet med en första aspekt av föreliggande uppfinning; Fig. 2 är en schematisk tvärsnittsvy över en tätningsanordning enligt en första utföringsforrn av en andra aspekt av föreliggande uppfinning; Fig. 3 är en schematisk tvärsnittsvy av en tätningsanordning enligt en andra utföringsform av den andra aspekten av föreliggande uppfinning; Fig. 4 är en schematisk tvärsnittsvy av en tätningsanordning enligt en tredje utföringsform av den andra aspekten av föreliggande uppfinning; Fig. 5 är en schematisk vy, delvis i tvärsnitt, av ett fluidkammarhus enligt en första utföringsform av den tredje aspekten av föreliggande uppfinning; Fig. 6 är en schematisk vy, delvis i tvärsnitt, av ett fluidkammarhus enligt en andra utföringsforrn av den tredje aspekten av föreliggande uppfinning, och Fig. 7 är en schematisk sidovy av ett fartyg försett med ett justerbart propellerarrangemang vilket innefattar ett fluidkammarhus enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Uppfinning kommer nedan att exemplifieras av utföringsformer. Det ska emellertid inses att utföringsformerna har införts för att förklara principer hos uppfinningen och inte att begränsa uppfinningens skyddsomfång som fastställs av de bifogade patentkraven.

Fig. 1 visar en tätningsring 2 i enlighet med en första utföringsform av uppfinningen.

Tätningsringen 2 innefattar ett första ringorgan 4 och ett andra ringorgan 6 av olika material. Ringorganen 4, 6 är förbundna med varandra. Tätningsringen 2 är avsedd att 10 15 20 25 30 PG1 7972SE00 8 användas i en tätningsanordning för att tillhandahålla en flytande tätning mellan ett första och ett andra organ vilka är rörliga i förhållande till varandra. Tätningsringen 2 har en första krökt yta 8 och en andra krökt yta 9. Den första krökta ytan 8 är ytan hos det första ringorganet 4 vilket är avsett att vara vänt mot det första organet. Den andra krökta ytan 9 är den yta hos det andra ringorganet 6 vilket är avsett att vara vänt mot det andra organet.

I den exemplifierande utföringsformen beflnner sig det andra ringorganet 6 på och utanför det första ringorganet 4 och i detta fall är den första krökta ytan 8 den inre krökta ytan hos tätningsringen 2 och den andra krökta ytan 9 är den yttre krökta ytan.

Tätningsringen kan framställas genom att krymppassa det första ringorganet med det andra ringorganet. Ett sätt att göra detta är att kyla ringorganet med mindre diameter, införa det i det andra ringorganet och sedan låta det mindre ringorganet expandera genom att låta temperaturen stiga. Ett annat sätt är att värma den större ringen för att expandera det, placera det kring det mindre ringorganet och låta det yttre ringorganet svalna och därmed dra ihop sig. Om så önskas, kan framställningsstegen att kyla det mindre ringorganet och värma det större ringorganet kombineras.

Tätningsringen 2 i Fig. 1 åskådliggör fallet när det första ringorganet 4 beflnner sig innanför det andra ringorganet 6. Tätningsringen 2 kan också framställas på omvänt sätt, det vill säga med det första ringorganet 4 utanför det andra ringorganet 6.

Tätningsringen 2 är avsedd att täta mellan ett första och andra organ, såsom åskådliggörs i Fig. 2 exempelvis, vilka första och andra organ är rörliga i förhållande till varandra. De kan vara roterbart rörliga, axiellt rörliga eller en kombination av dessa.

Tätningsringen kan användas som en flytande tätning. Med flytande menas att tätningsringen är fri att röra sig radiellt relativt åtminstone ett av de första och andra organen. Därmed är tätningsringen självjusterande. Vid användning är emellertid tätningsringen förhindrad att förflyttas axiellt och/eller roterbart relativt åtminstone ett av de första och andra organen. Det är önskvärt att tätningsringen 2 har både lämpliga mekaniska och termiska stabilitetsegenskaper såväl som lämpliga lageregenskaper.

Principen med en flytande tätning förklaras vidare nedan i samband med Fig. 5, såväl som hur tätningsringen 2 kan flyta på en fluidfilm. 10 15 20 25 30 35 PG17972SE00 9 Ett lämpligt material på det första ringorganet 4 är ett material med lämpliga lageregenskaper, som exempelvis kan motstå höga temperaturer och direkt fysisk kontakt med det första organet. Önskvärda egenskaper hos lämpliga lagerrnaterial är exempelvis formbarhet, bearbetbarhet, intryckningsfönnåga, låg skjuvstyrka, rimlig tryckhållfasthet och utmattningsstyrka, god värmeledningsförmåga, en värmeutvidgningskoefficient som är liknande den för löpbanan och hållaren och som är kompatibelt med materialet i hållaren. Exempel på sådana material är lagerbrons, tennbrons, blybrons, aluminiumbrons, nickelbrons, kiselbrons, mässing, kopparblylegering, gjutjärn eller polymeriska kompositer såsom polyetraflouretylen eller polyetrafloureten.

Lämpliga material för det andra ringorganet 6 är olika sorters legeringar och material med stabila mekaniska egenskaper, exempelvis stål, titan eller titanlegeringar. Materialet hos det andra ringorganet 6 kommer att hjälpa till att stabilisera tätningsringen 2 mekaniskt och/eller tenniskt. Genom att kombinera de två ringorganen 4, 6 av olika material kommer tätningsringen att få erforderliga egenskaper från varje material. Tätningsringen 2 har således förbättrade egenskaperjämfört med en tätningsring gjord av enbart ett av dessa material. Genom att använda ett andra ringorgan 6 av ett stabiliserande material, är det möjligt att använda lagermaterial med låg termisk och/eller mekanisk stabilitet, vilka material inte skulle vara lämpliga att använda i sig själva.

Tätningsringen har typiskt sett ett rektangulärt tvärsnitt såsom i det åskådliggjorda exemplet, men den kan också ha andra tvärsnitt såsom en kvadrat eller en parallelepiped.

Formen hos den första krökta ytan 8 hos det första ringorganet 4 följer företrädesvis ytan mot vilken tätningsringen 2 är avsedd att täta. Bredden w1 hos det första materialet kan utgöra upp till 5% till 90%, företrädesvis 10% till 80%, ännu hellre 20% till 70% av bredden w hos tvärsnlttet. Enbart som ett exempel kan nämnas att för en tätningsring 2 som har en diameter på 500 mm, kan bredden w hos tätningsringen vara 25 mm emedan bredden w1 hos det första materialet kan vara 7,5 mm.

Tätningsringen 2 som åskådliggörs i Fig. 1 kan användas i en tätningsanordning 10 i enlighet med en andra aspekt av föreliggande uppfinning. Tätningsanordningen 10 innefattar åtminstone en tätningsring 2, ett första organ 12 och ett andra organ 14.

Tätningsringen 2 innefattar ett första ringorgan 4 och ett andra ringorgan 6. En spalt 17 tillhandahålles mellan den första krökta ytan 8 och det första organet 12. De första och andra organen exemplifieras såsom hylsor i Fig. 2, men ett av dessa kan vara en solid 10 15 20 25 30 35 PG1 7972SE00 10 axel till exempel. Det första organet 12 kan vara förbundet med en roterbar axel (ej visad) som har en rotationsaxel A som definierar en axiell utsträckning hos tätningsanordningen 10. Det första ringorganet 4 är vänt mot det första organet 12, i detta fallet den inre hylsan. Tätningsringen 2 förhindras från roterbar och axiell förskjutning relativt det andra organet 14 emedan det första organet 12 är flyttbart relativt tätningsringen 2, i detta exempel roterbart och/eller axiellt flyttbart. I det åskådliggjorda exemplet är tätningsringen 2 delvis införd i ett runtomgående spår 16 i det andra organet 14. Detta kommer att förhindra tätningsringen 2 från att röra sig axiellt relativt det andra organet 14 men lämna tätningsringen 2 fri att röra sig radiellt inom spåret 16. Tätningsringen 2 kan således ”flyta” relativt det första 12 och andra 14 organet och kan därförjustera sig självt radiellt så att bredden A1 på spalten 17 styrs av placering av tätningsringen relativt det första organet 12.

Den möjliga roterbara rörelsen mellan det första 12 och det andra organet 14 inträffar mellan den första krökta ytan 8 och ytterytan hos det första organet 12. Tätningsringen 2 är roterbart låst relativt det andra organet 14 på ett sätt som kommer att beskrivas ytterligare nedan med hänvisning till Fig. 5. l denna beskrivning, definieras den första krökta ytan 8 hos ringorganet 4 såsom greppytan eftersom den är riktad mot det rörliga första organet 12. I Fig. 2 visas denna rörelse såsom en rotation men rörelsen kan vara roterbar, axiell eller en kombination av dessa.

Vid användning kan spalten 17 vara fyllt med en fluid. Tätningsringen 2 löper då på fluidfilmen vilken bildas i spalten 17, en så kallad hydrodynamisk lagereffekt. Fluiden förenklar rörelsen av smörjmedel och hjälper till att förhindra metallkontakt mellan det första organet 12 och tätningsringen 2. Fluidfllmen i spalten 17 skulle kunna göras tunn och jämn fördelat. För att öka synbarheten, har bredden hos spalten 17 överdrivits i Fig. 2 - 6.

Spåret 16 kan ha vilket djup d som helst från praktiskt taget inget till väsentligen lika djupt som tvärsnittsbredden w hos tätningsringen 2. Tätningsringen 2 är avsedd att skjuta ut från ytan hos det andra organet 14 så att ingreppsytan bildas mellan tätningsringen 2 och det första organet 12. Eftersom det kan flnnas en spalt även i botten av spåret 16 skulle tätningsringen 2 sticka ut från det andra organet 14 även när spåret 16 är lika djupt som tvärsnittsbredden w hos tätningsringen 2. Sidoväggama 16', 16” hos spåret 16 kommer att hjälpa till att hålla tätningsringen 2 på plats. I synnerhet skulle en eventuell kraft i den 10 15 20 25 30 35 PG17972SE00 11 axiella riktningen som påverkar det första ringorganet 4 endast orsaka en begränsad vridrörelse hos tätningsringen 2 eftersom tätningsringen 2 väsentligen hålls på plats av spåret 16. Den vridbegränsande effekten kan framkomma för vilket djup d på spåret 16 som helst men blir med tydligt ju djupare spåret är. I den åskàdliggjorda utföringsformen i Fig. 2 är spåret ganska djupt med ett djup d som är större än bredden w2 hos det andra ringorganet 6. Det skulle emellertid finnas en vridbegränsande effekt även om spåret endast var tillräckligt djupt för att delvis sträcka sig längs med bredden w2 hos det andra ringorganet 6.

Tåtningsanordningen 10 kan även vara anordnad i omvänd ordning än den i Fig. 2 såsom åskådliggörs i Fig. 3 där det andra organet 14 bildar den inre hylsan. Den första krökta ytan 8 är riktad mot det första organet 12, i detta fall den yttre hylsan. En spalt 17 tillhandahålles mellan den första krökta ytan 8 och det första organet 12. Den eventuella vridbara förflyttningen mellan det första 12 och andra 14 organet inträffar mellan den första krökta ytan 8 och det första organet 12, i detta fall den yttra hylsan. Tätningsringen 2 är införd i ett spår 16.

Om fler än en tätningsring används i tätninsanordningen 10 kan dessa vara anordnade på samma sätt, antingen med det första ringorganet inåt såsom i Fig. 2 eller med det första ringorganet utåt såsom i Fig. 3 eller så kan det vara en blandning av tätningsringar som är anordnade inåt och utåt. l Fig. 4 är en packning 18 anordnad i ett spår 19 hos den första krökta ytan 8 hos det första ringorganet 4 hos tätningsringen 2. Endast avsett som ett exempel, kan packningen 18 vara gjord av gummi eller plast. Avsikten är att tillhandahålla en tät tätning mellan tätningsringen 2 och det första organet 12 så att en eventuell fluid förhindras från att läcka genom spalten.

Fig. 5 visar ett fluidkammarhus 20 vilket sträcker sig runtomgående en roterbar axel 30 (delvis angiven). Fluidkammarhuset 20 innefattar en fluidkammare 22 vilket försluts av en tätningsanordning 10 såsom beskrivits ovan. I detta fall innefattar tätningsanordningen två tätningsringar 2. Tätningsringama 2 är delvis införda i runtomgående sig sträckande spår 24, 26 i det andra organet 14. Spåren 24, 26 har inre sidoväggar 23, 23' och yttre sidoväggar 25, 25”. Fluidkammaren 22 är ringformad och avgränsad av de två tätningsringama 2 och en del av den yttre väggen hos det första organet 12 och den del 10 15 20 25 30 PG1 7972SE00 12 22' av den inre väggen av det andra organet 14. Fluidkammarhuset 20 är monterat på den roterbara axeln 30, exempelvis en drivaxel, där det första organet 12 är fäst till axeln 30 så att det första organet 12 kommer att rotera med axeln 30. Det andra organet 14 och tätningsringama 2 är roterbart stillastående i förhållande till axeln 30.

Det första 12 och andra organet 14 är fast roterbart förbundna med varandra medelst en förbindningsanordning 27. Med fast roterbart menas det att det första 12 och det andra 14 organen är fast förbundna med varandra medelst en förbindning som tillåter inbördes rotation men som förhindrar inbördes axiell och radiell förskjutning. En lämplig förbindning är ett axiallager, det vill säga en lageranordning som är anordnad att överföra förskjutningari den axiella riktningen A mellan det första 12 och andra 14 organet. För detta syfte, är axiallagret 27 förbundet med det andra organet 14 medelst ett spår 28 och axiallagret 27 är förbundet med det första organet medelst en runtomgående sig sträckande anliggningsyta 28' och ett bultförband 29. l andra utföringsforrner av föreliggande uppfinning kan förbindningsanordningen emellertid vara omvänd så att det första organet 12 är försett med spåret och det andra organet med anliggningsytan och bultförbandet (ej visat). Endast avsett som ett exempel, kan axiallagret 27 vara dubbelradigt koniskt rullager (ej visat).

En spalt 17 tillhandahålles mellan den första krökta ytan 8 hos tätningsringama och det första organet 12. Bredden A1 hos spalten 17 styrs av positionen hos tätningsringen 2 relativt det första organet 12. Dessutom kommer utsträckningen i den radiella riktningen hos förbindningsanordningen 27 att styra det relativa radiella avståndet mellan det första 12 och det andra 14 organen. Om tätningsringen 2 befinner sig djupt i spåren 24, 26, det vill säga att de har en liten klaming A2, kommer spaltbredden A1 att vara relativt stor. Om tätningsringen äri mindre utsträckning införd i spåren 24, 26 och därmed ha en något större klaming A2, kommer spaltbredden A1 att vara relativt liten. Klamingen A2 är ofta större än spaltbredden A1. Tätningsringen 2 används för attjustera bredden A1 hos spalten 17, vilken bredd således blir självjusterande. Detta kan jämföras med en traditionell anordning hos ett fluidkammarhus varvid tätningsringen är fast förbunden med det andra organet och bredden A1 hos spalten 17 fastställs genom attjustera de relativa positionema av de första 12 och andra 14 organen. Självjusteringen underlättas av det faktum att tätningsringen 2 väger mycket mindre än det andra organet 14. Även om principen med en flytande tätning beskrivs för ett fluidkammarhus, kan det användas i 10 15 20 25 30 35 PG1 7972SE00 13 andra tätningsanordningar som innefattar tätningsringar i enlighet med uppfinningen, till exempel itätningsanordningar som visas i Fig. 2, 3, 4 och 6.

Spalten 17 är fyllbart med fluid från fluidkammaren 22. Således står fluidkammaren och spalten 17 i fluidförbindelse. I det åskådliggjorda fallet har båda tätningsringama samma bredd A1 hos spalten 17, men spaltbredden A1 kan också skilja mellan tätningsringama 2.

Bredden A1 hos spalten 17 justeras företrädesvis så att när ett fluidtryck har byggts upp i kammaren 22, kommer ett parti att inträda i spalten 17 så att en fluidfilm (ej visad) bildas mellan tätningsringama 2 och det första organet 12, vilken fluidfilm tillhandahåller en glidkontakt mellan tätningsringama 2 och det första organet 12. Spaltbredden A1 är emellertid tillräckligt lite för att förhindra - eller åtminstone väsentligen minska - ett fluidflöde från kammaren 22 till omgivning kring tätningsringarna 2. För att uppnå egenskaperna hos glidarrangemanget 10 är spaltbredden A1 företrädesvis inom intervallet 0,0001 till 0,0003 gånger diametem hos drivaxeln, varvid diametem hos axeln 30 mäts vid ett parti av axeln som är anordnad att mottaga den inre hylsan. Endast avsett som ett exempel, om diametern hos axeln är 500 mm, kan spaltbredden A1 företrädesvis vara inom intervallet 0,07 till 0,11 mm. Med tätningsanordningen och fluidkammaren enligt föreliggande uppfinning, kan fluidfilmen som bildas i spalten 17 att bli tunnare och mer jämt fördelat ijämförelse med en traditionell tätningsanordning utan ”flytande tätningar” där fluidfilmen är tjockare. En tjockare film skulle i detta fall medföra ett högre fluidflöde från kammaren 22 till omgivningen jämfört med uppfinningen.

Genom att använda ett fluidkammarhus 20 med tätningsringar 2 i enlighet med uppfinningen är det möjligt att ha en spaltbredd A1 som är mindre känslig för höga temperaturer jämfört med traditionella tätningsringar.

Eftersom tätningsringarna är självjusterande finns det ett radiellt spelrum A2 mellan tätningsringarna 2 och botten hos spåren 24, 26. l det åskådliggjorda fallet har båda tätningsringar samma radiella spelrum A2 men det radiella spelrummet kan också skilja mellan tätningsringama 2. Tätningsringarna 2 tätar mot åtminstone en av sidoväggama hos spåren. Eftersom fluidtrycket tenderar att trycka tätningsringama 2 i riktningen utåt från fluidkammaren 22 kommer var och en av tätningsringarna 2 att anligga mot de yttre sidoväggama 25, 25' hos spåren 24, 26 vilket resulterar i att fluid förhindras från att passera mellan tätningsringama 2 och det andra organet 14. För detta syfte, kan tätningsanordningen 10 innefatta ett ytterligare tätningsorgan (ej visat) såsom en 10 15 20 25 30 35 PG1 7972SE00 14 gummipackning (ej visad) mellan var och an av tätningsringarna 2 och det andra organet 14. Dessutom kommer ett kontakttryck att byggas upp mellan var och en av ringama 2 och det andra organet 14 vilket i sin tur resulterar i friktionskrafter mellan tätningsringama 2 och det andra organet 14, vilka krafter förhindrar rotation av tätningsringarna relativt det andra organet 14. Sådana friktionskrafter kan förstärkas ännu mer av den ytterligare gummipackningen (ej visad) eller liknande.

Tätningsringarna 2 kan innefatta en packning 18 såsom åskådliggörs i Fig. 4 (ej visad i Fig. 5) avsedd att förhindra något fluidläckage genom spalten 17.

Fluidtrycket från fluidkammaren 22 kommer dessutom att tendera att orsaka en vridrörelse av tåtningsringama 2 men sidoväggama 23, 232 25, 25' hos spåren 24, 26 kommer att begränsa denna rörelse. Ju djupare spåren 24, 26 är, desto mer förhindras vridrörelsen. I den åskådliggjorda utföringsforrnen i Fig. 5, är spåren 24, 26 ganska djupa med ett djup d hos spåret som är bredare än bredden w2 hos det andra ringorganet 6, men mindre djupa spår kan även de fungera.

Genom att använda en avrundad geometri (ej visat) för den del 22' hos den inre väggen hos det andra organet 14 som avgränsar fluidkammaren 22, skulle fluidkammaren 22 kunna få en större volym jämfört med ett plant parti 22' hos den inre väggen, vilket skulle kunna förbättra fördelningen hos fluiden och samtidigt ge ett ändamålsenligt stöd för tätningsringarna 2. De inre sidoväggama 23, 23' kan sträcka sig en kortare sträcka än de yttre sidoväggama 25, 252 Det första organet 12 innefattar en första kanal 32 vilken är förbindbar till en inre ledning 34 inom axeln 30. Den första kanalen 32 tillhandahåller medel för fluidförbindelse mellan den inre ledningen 34 och fluidkammaren 22. Den första kanalen 32 är anordnad att rotera med axeln 30.

Det andra organet innefattar en andra kanal 36 vilken är förbindbar med en yttre ledning 38. Den andra kanalen 36 tillhandahåller medel för fluidförbindelse mellan den yttre ledningen 38 och fluidkammaren 22. Axeln 30 är roterbart flyttbar i förhållande till den andra kanalen 36. Generellt sett, är den andra kanalen 36 stillastående med relativt den omgivande miljön emedan axeln 30 är anordnad att rotera med avseende på omgivningen. Dessutom är den första kanalen 32 och den andra kanalen 36 förbundna 10 15 20 25 30 35 PG1 7972SE00 15 med varandra via förbindningsanordningen så att en axiell förskjutning, iaxelns 30 riktning, av den första kanalen 32 vidarebefordras till den andra kanalen 36.

Via den första kanalen 32, fluidkammaren 22 och den andra kanalen 36 finns det medel för fluidförbindelse mellan den inre ledningen 34 och den yttre ledningen 38. Eftersom åtminstone ett syfte med fluiden är att smörja, har fluiden företrädesvis ändamålsenliga smörjegenskaper. Endast avsett som ett exempel, kan fluiden vara olja, såsom mineralisk, syntetisk eller vegetabilisk olja. Den första kanalen 36 är vanligtvis förbunden med en källa (ej visad) via den yttre ledningen 38 , såsom en tank (ej visad), med ovannämnda fluid.

Endast avsett som ett exempel, kan de första och andra organen 12, 14 vara hylsor gjorda av gjutjäm. Den inre hylsan kan vara fast förbunden med den inre ledningen 34, exempelvis medelst ett förband såsom ett bult-, svets-, skruv-, bult- eller limförband (ej visat).

Fig. 6 åskådliggör två fluidkammare 22 bredvid varandra varvid båda fluidkammare avgränsas av samma första 12 och andra 14 organ. Tätníngsringama 2 är anordnade på utsidan såsom tidigare har beskrivits med hänvisning till Fig. 3. Varje fluidkammare 22 sina egna kanaler och ledningar på samma sätt som tidigare har beskrivits med hänvisning till Fig. 5.

Med konstruktionen hos en tätningsanordning eller ett fluidkammarhus i enlighet med uppfinningen, och exemplifierats genom Fig. 5 och 6, är det möjligt att flytta hela tätningsanordningen eller fluidkammarhuset i ett stycke i den axiella riktningen hos axeln 30 och samtidigt ha möjligheten att tillåta en relativ rotation mellan de första och andra organen 12, 14.

Axeln 30 som antyds i Fig. 5 och 6 kan vara en drivaxel hos ett framdriftssystem, exempelvis i ett fordon, flygplan eller ett fartyg. Det kan också vara axeln till en vindturbin.

Axeln kan vara horisontell eller vertikal eller kan ha vilken vinkel som helst.

Fig. 7 åskådliggör ettjusterbart propellersystem 40 hos en fartyg 42.

Framdrivningssystemet innefattar en axel 30 med en axiell riktning A och en justerbar propeller 44 kopplad till drivaxeln 30. Den justerbara propellem 44 innefattar åtminstone 10 15 20 25 30 PG1 7972SEO0 16 ett propellerblad, i utföringsformen som visas i Fig. 7, inkluderar propellern fyra blad av vilka tre 46, 48, 50 är synliga. Andra utformningar av propellrar med fler eller färre propellerblad kan emellertid också användas med propellerarrangemanget enligt föreliggande uppfinning. Vidare kan fartygen 42 i vissa tillämpningar vara försedd med en eller flera justerbara propellerarrangemang 40.

Vidare åskådliggör Fig. 7 att fartygen 42 inkluderar en motor 52 vilken generellt sett är kopplad till drivaxeln 30 via en växel 54. Växeln 54 är valfri och drivaxeln 30 kan istället vara direktdriven av motorn, i så fall företrädesvis av en motor som har ett rpm, varv per minut. Dessutom åskådliggörs en del av ett fluiddistributionssystem schematiskt genom ett fluidkammarhus 20 såsom beskrivits ovan, vilket delvis omsluter drivaxeln 30. I Fig. 7 befinner sig fluidkammarhuset 20 i en föredragen placering hos propellerarrangemanget 40, nämligen runt drivaxeln 30 och mellan växeln 54 och propellern 44. I andra utformningar av distributionssystemet hos föreliggande uppfinning kan emellertid fluidkammarhuset 20 befinna sig på andra placeringar hos propellerarrangemanget 40.

Exempelvis kan fluidkammarhuset 20 befinna sig på en förlängnings av drivaxeln 30 vilken sträcker sig genom växeln 54 så att fluidkammarhuset 20 befinner sig på motsatt sida av växeln 54 än propellern 44. Denna altemativa placering indikeras med en prickad linje i Fig. 7.

Det bör noteras att drivaxeln 30 inte nödvändigtvis måste vara i ett stycke. I praktiken kan drivaxeln 30 utgöras av ett flertal axeldelar vilka är förbundna med varandra för att bilda den fullständiga drivaxeln 30.

Uppfinningen har beskrivits ovan enbart genom exempel och fackpersonen kommer att inse att många modifieringar av ovannämnda utföringsformer är möjliga in skyddsomfånget hos de bifogade patentkraven.

Formen hos tätningsringen 2 är företrädesvis anordnad att passa omkretsen hos föremålet som det ska täta emot. De åskådliggjorda utföringsforrnema i Fig. 1 - 7 visar exempel med ringforrnade tätningsringar, men tätningsringama kan ha andra former, för exempelvis för en axel som har ett icke-cirkulärt tvärsnitt.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 35 PG17972SE00 PATENTKRAV 1. Ett fluidkammarhus (20) vilket är avsett att monteras på en axel (30), varvid nämnda axel (30) är roterbar kring en axel i en longitudinell riktning (L) hos nämnda axel (30), varvid nämnda fluidkammarhus (20) innefattar en fluidkammare (22) vilken åtminstone delvis försluts av en tätningsanordning (10) vilken innefattar en tätningsring (2) samt ett första och andra organ (12, 14), känneteckn at av att nämnda första och andra organ (12, 14) hos nämnda tätningsanordning (10) är anordnade att sträcka sig åtminstone delvis runtomgående nämnda axel (30), där det ena omsluter det andra, varvid det inre av nämnda första och andra organ (12, 14) är låst från rotation i förhållande till nämnda axel (30), varvid nämnda andra organ (14) har en axiell utsträckning (A), varvid nämnda tätningsring (2) är anordnad att tillhandahålla en flytande tätning mellan nämnda första organ (12) och nämnda andra organ (14), varvid nämnda tätningsring (2) är förskjutbar i en radiell riktning med avseende på nämnda första organ (12), varvid åtminstone nämnda andra organ (14) vidare är anordnat att väsentligen förhindra nämnda tätningsring (2) från en roterande rörelse och/eller en förskjutning utmed nämnda axiella riktning (A) med avseende på nämnda andra organ (14), varvid nämnda tätningsring (2) innefattar ett första ringorgan (4) och ett andra ringorgan (6), varvid nämnda första ringorgan (4) och nämnda andra ringorgan (6) är förbundna med varandra och är av olika material, varvid nämnda första ringorgan (4) är avsett att vara vänt mot nämnda första organ (12) och nämnda andra ringorgan (6) är avsett att vara vänt mot nämnda andra organ (14). Fluidkammarhuset (20) enligt patentkrav 1, varvid nämnda första ringorgan (4) befinner sig koncentriskt på antingen insidan eller utsidan hos nämnda andra ringorgan (6). Fluidkammarhuset (20) enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda första ringorgan (4) och nämnda andra ringorgan (6) är förbundna med varandra medelst krymppassning. Fluidkammarhuset (20) enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda första ringorgan (4) är gjort av ett material med lämpliga lagringsegenskaper såsom lagerbrons, tennbrons, blybrons, aluminiumbrons, nickelbrons, kiselbrons, mässing, kopparblylegering, gjutjäm eller polymeriska kompositer. 10 15 20 25 30 35 PG17972SE00 10. 11 12. 13. Fluidkammarhuset (20) enligt något av ovanstående patentkrav, varvid nämnda andra ringorgan (6) är tillverkat av ett material med lämplig mekanisk och/eller termisk stabilitet såsom stål, titan eller titanlegeringar. Fluidkammarhuset (20) enligt något av föregående patentkrav, varvid tätningsringen vidare innefattar en packning (18). Fluidkammarhuset (20) enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda andra organ (14) innefattar ett runtomgående spår (16, 24, 26) i vilket nämnda tätningsring (2) är åtminstone delvis anordnad så att nämnda tätningsring (2) väsentligen förhindras från en roterande rörelse och/eller en förskjutning utmed nämnda axiella riktning (A) med avseende på nämnda andra organ (14). Fluidkammarhuset (20) enligt patentkrav 7, varvid nämnda tätningsring (2) är radiellt förskjutbarl nämnda runtomgående spår (16, 24, 26). Fluidkammarhuset (20) enligt patentkrav 7 eller 8, varvid nämnda runtomgående spår (16, 24, 26) har ett djup (d) som är större än bredden (w2) hos nämnda andra ringorgan (6). Fluidkammarhuset (20) enligt något av föregående patentkrav, varvid nämnda första och andra organ (12, 14) är roterbart förbundna med varandra medelst en förbindningsanordning (27). . Fluidkammarhuset (20) enligt något av föregående patentkrav, varvid åtminstone ett av nämnda första (12) och andra (14) organ innefattar en hylsa. Fluidkammarhuset (20) enligt något av föregående patentkrav, varvid tätningsanordningen vidare innefattar en packning (18). Fluidkammarhuset (20) enligt något av föregående patentkrav, varvid en spalt (17) mellan nämnda tätningsring (2) och nämnda första organ (12) är i fluidförbindelse med nämnda kammare (22). 10 15 20 25 30 35 PG1 79728 E00 14. 15. 16. 17. 18. Fluidkammarhuset (20) enligt något av föregående patentkrav, varvid det inre av nämnda första och andra organ (12, 14) innefattar en första kanal (32) vilken är förbindbar till en inre ledning (34) hos nämnda axel (30) för att därmed erhålla en fluidförbindelse mellan nämnda inre ledning (34) och nämnda fluidkammare (22). Fluidkammarhuset (20) enligt något av föregående patentkrav, varvid det yttre av nämnda första och andra organ (12, 14) innefattar en andra kanal (36), varvid nämnda andra kanal (36) är förbindbar med en yttre ledning (38) för att därmed erhålla en fluidförbindelse mellan nämnda yttre ledning (38) och nämnda fluidkammare (22). En metod att framställa ett fluidkammarhus (20) enligt något av föregående patentkrav, kännetecknat av att metoden innefattar steget att tillverka nämnda tätningsring (2) genom att krymppassa ett första ringorgan (4) och ett andra ringorgan (6) vilka har inbördes olika material, varvid nämnda första ringorgan (4) är avsett att vara vänt mot nämnda första organ (12) och nämnda andra ringorgan (6) är avsett att vara vänt mot nämnda andra organ (14). Metoden enligt patentkrav 16, varvid metoden vidare innefattar stegen att: tillverka nämnda första ringorgan (4) av material med lämpliga lagringsegenskaper såsom lagerbrons, tennbrons, blybrons, aluminiumbrons, nickelbrons, kiselbrons, mässing, kopparblylegering, gjutjärn eller polymeriska kompositer; och tillverka nämnda första ringorgan (6) av material med lämplig mekanisk och/eller termisk stabilitet såsom stål, titan eller titanlegenngar. En tätningsring (2) avsedd att användas i ett fluidkammarhus (20) enligt något av patentkraven 1 - 15, kännetecknat av att nämnda tätningsring (2) innefattar ett första ringorgan (4) och ett andra ringorgan (6), varvid nämnda första ringorgan (4) och nämnda andra ringorgan (6) är förbundna med varandra och är av olika material, varvid nämnda första ringorgan (4) är avsett att vara vänt mot nämnda första organ (12) och nämnda andra ringorgan (6) är avsett att vara vänt mot nämnda andra organ (14). PG17972SE00 4 19. Användandet av en tätningsring (2) i ett fluidkammarhus (20) enligt något av patentkraven 1 - 15, kännetecknat av att nämnda tätningsring (2) innefattar ett första ringorgan (4) och ett andra ringorgan (6), varvid nämnda första ringorgan (4) och nämnda andra ringorgan (6) är förbundna med varandra och är av olika material, varvid nämnda första ringorgan (4) är avsett att vara vänt mot nämnda första organ (12) och nämnda andra ringorgan (6) är avsett att vara vänt mot nämnda andra organ (14).